拉森捷式鋼板樁基坑支護(hù)施工技術(shù)

成曉峰

(山西省第三建筑工程公司，山西長(zhǎng)治 046011)

隨著國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)范圍持續(xù)拓展，特別是高層建筑的有效建設(shè)，更加推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步。在建筑領(lǐng)域內(nèi)深基坑施工頻頻皆是，然而針對(duì)地下水位高、周圍環(huán)境復(fù)雜、保證工人安全施工、工程造價(jià)合理等將是我們面臨的最大難題，因此采取合理的基坑支護(hù)措施將成為建筑工程施工階段的重中之重。鋼板樁作為一種新工藝，利用自身穩(wěn)定性好、施工快、防水、可回收使用的優(yōu)點(diǎn)，打入深基坑支護(hù)措施的市場(chǎng)，被建筑業(yè)廣泛的推廣使用。長(zhǎng)治市樂(lè)苑三區(qū)3號(hào)底商住宅樓及地下車庫(kù)工程，位于長(zhǎng)治市延安南路78號(hào)，基坑長(zhǎng)度 66.2m，寬為 40m，開(kāi)挖深度為 10.41m，選用“U”形、9m的拉森鋼板樁使用量為472t，錨索為3580m，圍檁為50t的工字鋼，鋼板為5.1t，工字鋼和鋼板均為Q235鋼，為了克服施工周圍環(huán)境復(fù)雜的難題，起到良好的防水效果，縮短施工周期，減少人力、物力和財(cái)力，降低工程造價(jià)，車庫(kù)工程采用拉森鋼板樁做深基坑支護(hù)，避免傳統(tǒng)的放坡法和土釘支護(hù)開(kāi)挖不能滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的要求，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 適用范圍

拉森鋼板樁作為一種新型的建筑材料，可適用于地下建造物和構(gòu)造物的圍堰;大型管道設(shè)備鋪設(shè);軟弱地基及地下水位高的作業(yè)場(chǎng)地;深基坑支護(hù)的地下?lián)跬翂Φ戎ёo(hù)工程。

2 特點(diǎn)

1)拉森鋼板樁強(qiáng)度高，耐久性好，樁間結(jié)合緊密，不易漏水。2)施工簡(jiǎn)便、縮短工期，鋼板樁施工的原材可以重復(fù)利用，有利于降低工程造價(jià)。3)因場(chǎng)地狹小，采用鋼板樁可以減少基坑的土方開(kāi)挖量，從而節(jié)約施工空間。4)施工具有顯著的環(huán)保效果，大量減少了取土量和混凝土的使用量，有效地保護(hù)了土地資源。5)基坑周邊使用鋼板樁支護(hù)可以保證工程基坑作業(yè)的安全性，而且安全時(shí)效性較強(qiáng)。

3 工藝原理

拉森鋼板樁的入土振動(dòng)打、拔樁法均利用高頻液壓振動(dòng)錘對(duì)鋼板樁施工振動(dòng)力，擾動(dòng)土體，使土體液化，破壞其與鋼板樁樁件的摩擦阻力以及吸附力，來(lái)施加壓力和拉力使鋼板樁插入或拔出。U形鋼板樁的接頭通過(guò)鎖扣相互連接，起到定位、連接、止水等多重功能。在鋼板樁的端頭焊接圍檁，再用直徑32的鋼筋錨入土體中，以保證鋼板樁支護(hù)的剛度(見(jiàn)圖1～圖3)。

4 施工工藝流程及要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→熟悉設(shè)計(jì)圖紙→測(cè)量放線→邊坡放坡開(kāi)挖→鋼板樁進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收→吊裝→就位→打樁→預(yù)應(yīng)力錨索施工→安裝圍堰→錨索頭與圍檁緊固施工→具備下挖條件→鋼板樁拔除。

圖1 鋼板樁打、拔樁示意圖

圖2 鋼板樁接頭連接示意圖

圖3 鋼板樁施工立面圖

4.2 操作要點(diǎn)

1)鋼板樁整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性及抗隆起。

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告中的土層參數(shù)，利用理正軟件確定深基坑支護(hù)中的增量法、彈性法、m法的計(jì)算要點(diǎn)，得出鋼板樁長(zhǎng)度為9m，嵌固深度為3.59m，露出基坑外5.31m，其中圍檁錨固件為20的工字鋼，鋼板為20mm，錨桿為直徑32的鋼筋，間距為1m，錨固長(zhǎng)度為20m，錨固段19.5m，自由段為0.5m。

a.整體穩(wěn)定性驗(yàn)算(見(jiàn)圖4)。

圖4 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（單位：m）

根據(jù)瑞典條分法，條分的土條寬度為0.40m，利用整體穩(wěn)定性公式:

得出:整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.892＞1.3。

b.抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。

根據(jù)規(guī)范要求，抗傾覆安全系數(shù)不小于1.0～1.5。KT=2.162＞1.2，滿足規(guī)范要求。

c.基坑抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算見(jiàn)圖5。

根據(jù)公式驗(yàn)算:Ks≥1.15～1.25。

圖5 抗隆起驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（單位：m）

2)打樁過(guò)程中樁體的垂直度、標(biāo)高控制措施。

打樁時(shí)，首先，依據(jù)基坑(77.6m×51.3m)開(kāi)挖設(shè)計(jì)要求，測(cè)放出鋼板樁打設(shè)的位置線，并用白石灰標(biāo)示出鋼板樁打設(shè)位置;其次，施工過(guò)程中設(shè)置導(dǎo)架，用導(dǎo)梁和圍檁來(lái)控制沉樁的位置，間距為2.5m;再次，用水準(zhǔn)儀控制第一根樁樁頂標(biāo)高，每隔兩根樁，降低第三根樁的標(biāo)高30cm為該樁頂面的標(biāo)高，然后依次測(cè)設(shè)，使打入的樁整齊，受力均勻;最后，因鋼板樁的垂直度控制在5mm以內(nèi)，打樁過(guò)程中用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從兩個(gè)方向上控制鋼板樁的垂直度，邊打邊檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏移不大時(shí)通過(guò)吊機(jī)調(diào)整吊點(diǎn)的方位來(lái)控制垂直度。如果偏移比較明顯時(shí)，應(yīng)拔起重打(見(jiàn)圖6，圖7)。

圖6 打樁錘夾鋼板樁節(jié)點(diǎn)圖

圖7 打樁過(guò)程圖

3)錨桿在鋼板樁端部支護(hù)工藝。

工作面挖出后，在打入低于30cm的鋼板樁上焊接牛腿支架，然后用兩排20號(hào)工字鋼作圍檁，再用20mm厚、30cm×30cm的鋼板，焊到圍檁上，要求圍檁與連接板焊接牢固，焊縫不得小于8mm。最后用錨固件把直徑32鋼筋穿過(guò)鋼板錨至土體中，錨固長(zhǎng)度為20m，錨固點(diǎn)的間距為1000mm(見(jiàn)圖8，圖9)。

圖8 錨桿與圍檁連接圖

圖9 轉(zhuǎn)角處圍檁連接及焊接的支架圖

4)減少拔樁過(guò)程對(duì)地下結(jié)構(gòu)的危害。

拔除鋼板樁時(shí)，要綜合考慮拔出鋼板樁的順序，即先打的后拔，后打的先拔。拔樁過(guò)程中應(yīng)先把鋼板樁端頭的錨固鋼筋割斷，然后利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，擾動(dòng)土體，以破壞鋼板樁周圍土的粘聚力，依靠附加的吊力作用將其拔出。因本工程采用三面封閉打設(shè)，拔樁時(shí)起點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)角樁5根以上，對(duì)于樁難拔的，用柴油錘將樁振下300mm，再與振動(dòng)錘交替拔出鋼板樁。

5 質(zhì)量控制

5.1 鋼板樁采購(gòu)質(zhì)量控制

1)所采購(gòu)的鋼板樁必須有出廠合格證、材料證明和使用說(shuō)明書，對(duì)有疑問(wèn)的材料、設(shè)備禁止進(jìn)貨。2)鋼板樁施工前應(yīng)檢查鋼板樁是否完好，有無(wú)變形，進(jìn)場(chǎng)前做好矯正工作，保證鋼板樁順直(見(jiàn)圖10)。

圖10 鋼板樁原材

5.2 導(dǎo)向架尺寸控制

導(dǎo)向架的標(biāo)高及平面布置尺寸，嚴(yán)格按圖紙要求安裝，質(zhì)量員對(duì)下料長(zhǎng)度、導(dǎo)向架標(biāo)高及牛腿焊接質(zhì)量嚴(yán)格進(jìn)行檢查。

5.3 鋼板樁插打質(zhì)量控制

1)在第1片轉(zhuǎn)角鋼板樁下放時(shí)，需控制兩個(gè)方向的垂直度，且需在導(dǎo)向架入土后，采用電焊與圍檁固定。2)中間的標(biāo)準(zhǔn)樁及其他角樁在入土前，均需用線錘控制垂直度。3)由于鋼板樁之間通過(guò)鎖扣連接，因此，需用振動(dòng)錘打鋼板錘，相鄰兩片鋼板樁下沉導(dǎo)致鋼板樁傾斜使得鋼板樁被卡而無(wú)法下沉。

5.4 鎖扣封堵質(zhì)量控制

1)在對(duì)鎖扣封堵前，先用高壓小槍沖洗鎖扣，確保粘土封堵時(shí)不存在夾渣引起滲漏。2)當(dāng)鎖扣內(nèi)縫隙較大時(shí)，用內(nèi)嵌橡膠條封堵，防止粘土擠出后出現(xiàn)滲漏。

6 實(shí)施效果

長(zhǎng)治市樂(lè)苑三區(qū)1號(hào)樓及地下車庫(kù)工程采用拉森鋼板樁施工方法，質(zhì)量有保證、工期快，相比傳統(tǒng)的土釘支護(hù)縮短工期20d，每天按5000元計(jì)算，節(jié)約資金10萬(wàn)元，而且在基礎(chǔ)施工完畢，回填土后即可拔出鋼板樁，鋼板樁既可以重復(fù)利用減少浪費(fèi)，還可以節(jié)約投資。采用拉森鋼板樁，在工期、質(zhì)量及安全上均受到了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評(píng)，贏得了良好的社會(huì)信譽(yù)。

［1］GB/T 20933-2007，熱軋U型鋼板規(guī)范［S］.